专利名称：一种板材镦锻成形模具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属材料塑性成形模具，特别涉及一种板材镦锻成形模具，用于 大厚差双层筒形零件镦锻成形。
背景技术：
目前许多具有大表面积且存在壁厚差空腔零部件，如电子产品的壳体类零件和汽 车驱动部分的中空齿形件和复杂盘类件等，其通常的加工方法，或者是整体铸造；或者是采 用温/热锻后切削的加工方法；或者是薄壁部与较厚部分通过焊接组合并热处理等的多工 序方式来制造。这样不仅整体性能有所下降，成本及能耗也较高，而且工序多，导致效率较 低，不符合节能与绿色制造的社会发展趋势。200810162354. 0发明专利“热锻复合模具制造方法和热锻复合模具”属于热态下 金属体积成形，利用外模包内模的镶块式结构，防止内模开裂，提高模具使用寿命，该模具 仅用于高温条件下锻造模具的防护，不能用于金属板材零件镦锻成形；200720112167. 2实 用新型专利“浮动式模具结构”采用双动式凸模结构，由弹簧装置先推动外上模下压，之后 再由底座推动外上模和内上模同时下压，用于粉末材料的压实成型，解决了粉末材料压实 成形密度分布不均勻的问题；该模具本质上是将原本一体凸模分成两部分，利用弹簧实现 先后运动，用于粉末材料的压实成形，也不能用于金属板材镦锻成形。
发明內容本实用新型提供一种金属板材镦锻成形模具，解决现有模具无法完成大壁厚差板 材零件侧壁镦厚的问题，用于成形具有大表面积且存在壁厚差的空腔零部件，如电子产品 的壳体类零件和汽车驱动部分的中空齿形件和复杂盘类件。本实用新型的一种金属板材镦锻成形模具，本实用新型包括内滑块上模板、镦粗 凸模固定板、镦粗凸模、上三角压环、下三角压环、压边圈、外滑块上模板、可动凹模、弹簧 套、限位弹簧、镦粗可动凹模、固定凹模、镦粗芯棒、定位圈和下模板；所述外滑块上模板具 有中心孔，和下模板通过四根均勻分布的导柱导套连接，导柱和导套滑动配合；其特征在 于所述下模板中心具有阶梯孔，定位圈位于下模板中心的阶梯孔内，固定凹模为圆 筒形，其底端中心台阶孔套在定位圈上，将固定凹模定位；弹簧套套于固定凹模外并通过螺 钉与固定凹模和下模板连接，弹簧套内部放有均勻分布的限位弹簧；可动凹模为具有环形 凹槽的圆筒形，位于弹簧套内，套于固定凹模之外，限位弹簧嵌入环形凹槽；弹簧套上边缘 设置均勻分布的压板，对可动凹模限位；下三角压环置于固定凹模顶部，与固定凹模同轴；上三角压环置于可动凹模内孔， 与可动凹模同轴且通过圆角相配合；镦粗可动凹模为具有凸缘的圆筒，置于上三角压环内孔，镦粗可动凹模底部与下 三角压环通过圆角相配合；[0009]所述镦粗凸模为截面为T形的圆柱体，与镦粗凸模固定板通过螺钉连接，镦粗凸 模固定板与内滑块上模板通过螺钉连接；所述镦粗芯棒为圆柱形，通过螺钉与镦粗凸模连接；压边圈套在镦粗可动凹模上，与外滑块上模板通过螺钉连接；所述镦粗凸模、镦粗芯棒位于镦粗可动凹模中心孔内，与镦粗可动凹模、固定凹 模、定位圈和下模板阶梯孔同轴；工作时，所述内滑块上模板通过螺钉与压力机内滑块连接，外滑块上模板通过螺 钉与压力机外滑块连接；下模板通过螺钉与压力机工作台连接。所述的金属板材镦锻成形模具，其特征在于所述固定凹模内孔孔径、下模板中心阶梯孔内径以及镦粗可动凹模内孔孔径均与 所述镦粗凸模外径相同；所述镦粗芯棒外径小于镦粗凸模外径，根据镦粗工序的要求更换使用不同直径的 镦粗芯棒。本实用新型的工作过程为压力机启动后，压力机外滑块上行至上死点位置，压边圈随外滑块上模板上行至 上限位置；压力机内滑块上行至上死点位置，镦粗凸模随内滑块上模板上行至上限位置； 此时镦粗凸模和镦粗可动凹模处于分离状态，取下镦粗可动凹模及上三角压环，将预制的 双层筒形金属板材(或者金属管材)坯料置于可动凹模内孔中，在坯料的上端面法兰处放 置上三角压环，上三角压环的圆角面与坯料金属过渡圆角面相配合；将镦粗可动凹模放入 坯料的环孔内，与其保持同轴。放置好后，首先双动液压机外滑块下行，通过外滑块上模板 推动压边圈下行，使坯料被压紧在可动凹模上，然后双动液压机内滑块下行，带动镦粗凸模 下行，镦粗芯棒和镦粗凸模穿过镦粗可动凹模的中心孔，以一定的速率完成坯料侧壁的镦 粗。本实用新型采用了以镦粗芯棒作支撑的镦锻冲头结构，避免侧壁金属成形过程中 发生屈曲，镦粗芯棒可拆卸、可更换，能实现多步镦粗；采用上三角压环和下三角压环，有效 避免镦粗过程中金属板料发生折叠或反流；采用可动凹模及限位弹簧结构，可以实现浮动 压边，能起到很好的缓冲作用，提高了此类零件整体力学性能和使用性能。本实用新型结构 简单，装拆方便，加工、装配、调试成本低，成形产品效率高，安装于普通双动拉深压力机上， 可以实现双层筒形件的侧壁镦粗成形，获得大厚差的双层筒形结构零件。
图1为本实用新型在双动成形压力机上安装示意图；图2为本实用新型主要部件结构示意图；图3为本实用新型主要部件局部A区域放大示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括内滑块上模板2、镦粗凸模固定板4、镦粗 凸模5、上三角压环6、下三角压环7、压边圈8、外滑块上模板9、可动凹模11、弹簧套12、限 位弹簧13、镦粗可动凹模14、固定凹模15、镦粗芯棒16、定位圈17和下模板18 ；所述外滑块上模板9具有中心孔，和下模板18通过四根均勻分布的导柱导套20连接，导柱和导套滑 动配合；其特征在于所述下模板18中心具有阶梯孔，定位圈17位于下模板18中心的阶梯孔内，固定 凹模15为圆筒形，其底端中心台阶孔套在定位圈上，将固定凹模15定位；弹簧套12套于 固定凹模15外并通过螺钉与固定凹模和下模板18连接，弹簧套12内部放有均勻分布的限 位弹簧13 ；可动凹模11为具有环形凹槽的圆筒形，位于弹簧套12内，套于固定凹模15之 外，限位弹簧13嵌入环形凹槽；弹簧套12上边缘设置均勻分布的压板10，对可动凹模11限 位；下三角压环7置于固定凹模15顶部，与固定凹模同轴；上三角压环6置于可动凹 模11内孔，与可动凹模同轴且通过圆角相配合；镦粗可动凹模14为具有凸缘的圆筒，置于上三角压环6内孔，镦粗可动凹模底部 与下三角压环7通过圆角相配合；所述镦粗凸模5为截面为T形的圆柱体，与镦粗凸模固定板4通过螺钉连接，镦粗 凸模固定板4与内滑块上模板2通过螺钉连接；所述镦粗芯棒16为圆柱形，通过螺钉与镦粗凸模5连接；压边圈8套在镦粗可动凹模14上，与外滑块上模板9通过螺钉连接；所述镦粗凸模5、镦粗芯棒16位于镦粗可动凹模14中心孔内，与镦粗可动凹模 14、固定凹模15、定位圈17和下模板18阶梯孔同轴；工作时，所述内滑块上模板2通过螺钉与压力机内滑块3连接，外滑块上模板9通 过螺钉与压力机外滑块1连接；下模板18通过螺钉与压力机工作台19连接。所述固定凹模15内孔孔径、下模板18中心阶梯孔内径以及镦粗可动凹模14内孔 孔径均与所述镦粗凸模5外径相同；所述镦粗芯棒16外径小于镦粗凸模5外径，可以有不同直径的多个镦粗芯棒，根 据镦粗工序的要求更换使用。
权利要求一种金属板材镦锻成形模具，包括内滑块上模板(2)、镦粗凸模固定板(4)、镦粗凸模(5)、上三角压环(6)、下三角压环(7)、压边圈(8)、外滑块上模板(9)、可动凹模(11)、弹簧套(12)、限位弹簧(13)、镦粗可动凹模(14)、固定凹模(15)、镦粗芯棒(16)、定位圈(17)和下模板(18)；所述外滑块上模板(9)具有中心孔，和下模板(18)通过四根均匀分布的导柱导套(20)连接，导柱和导套滑动配合；其特征在于所述下模板(18)中心具有阶梯孔，定位圈(17)位于下模板(18)中心的阶梯孔内，固定凹模(15)为圆筒形，其底端中心台阶孔套在定位圈上，将固定凹模(15)定位；弹簧套(12)套于固定凹模(15)外并通过螺钉与固定凹模和下模板(18)连接，弹簧套(12)内部放有均匀分布的限位弹簧(13)；可动凹模(11)为具有环形凹槽的圆筒形，位于弹簧套(12)内，套于固定凹模(15)之外，限位弹簧(13)嵌入环形凹槽；弹簧套(12)上边缘设置均匀分布的压板(10)，对可动凹模(11)限位；下三角压环(7)置于固定凹模(15)顶部，与固定凹模同轴；上三角压环(6)置于可动凹模(11)内孔，与可动凹模同轴且通过圆角相配合；镦粗可动凹模(14)为具有凸缘的圆筒，置于上三角压环(6)内孔，镦粗可动凹模底部与下三角压环(7)通过圆角相配合；所述镦粗凸模(5)为截面为T形的圆柱体，与镦粗凸模固定板(4)通过螺钉连接，镦粗凸模固定板(4)与内滑块上模板(2)通过螺钉连接；所述镦粗芯棒(16)为圆柱形，通过螺钉与镦粗凸模(5)连接；压边圈(8)套在镦粗可动凹模(14)上，与外滑块上模板(9)通过螺钉连接；所述镦粗凸模(5)、镦粗芯棒(16)位于镦粗可动凹模(14)中心孔内，与镦粗可动凹模(14)、固定凹模(15)、定位圈(17)和下模板(18)阶梯孔同轴；工作时，所述内滑块上模板(2)通过螺钉与压力机内滑块(3)连接，外滑块上模板(9)通过螺钉与压力机外滑块(1)连接；下模板(18)通过螺钉与压力机工作台(19)连接。
2.如权利要求1所述的金属板材镦锻成形模具，其特征在于所述固定凹模(15)内孔孔径、下模板(18)中心阶梯孔内径以及镦粗可动凹模(14)内 孔孔径均与所述镦粗凸模(5)外径相同；所述镦粗芯棒(16)外径小于镦粗凸模(5)外径，根据镦粗工序的要求更换使用不同直 径的镦粗芯棒。
专利摘要一种板材镦锻成形模具，属于金属材料塑性成形模具，解决现有模具无法完成大壁厚差板材零件侧壁镦厚的问题，用于大厚差双层筒形零件镦锻成形。本实用新型包括内滑块上模板、镦粗凸模固定板、镦粗凸模、上三角压环、下三角压环、压边圈、外滑块上模板、可动凹模、弹簧套、限位弹簧、镦粗可动凹模、固定凹模、镦粗芯棒、定位圈和下模板；所述外滑块上模板具有中心孔，和下模板通过四根均匀分布的导柱导套连接，导柱和导套滑动配合。本实用新型结构简单，装拆方便，加工、装配、调试成本低，成形产品效率高，安装于普通双动拉深压力机上，可以实现双层筒形件的侧壁镦粗成形，获得大厚差的双层筒形结构零件。
文档编号B21J5/02GK201659245SQ20102015585
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月12日 优先权日2010年4月12日
发明者夏巨谌, 王新云, 罗建成, 胡国安, 金俊松 申请人:华中科技大学